智能物流是一種的物聯(lián)網(wǎng)技術現(xiàn)已廣泛應用于工業(yè)上的分揀、包裝、裝卸 、搬運、裝配等環(huán)節(jié)，隨著機器人技術的快速發(fā)展，用機器人來替代人進行工作，不但可以節(jié)約人力成本和減少搬運不當對人造成的傷害，而且可以提高工作效率和質量。
本文創(chuàng)新性地集成了自動化立體倉庫、AGV、復合機器人及雙臂機器人等智能設備,設計了一套智能機器人倉儲物流系統(tǒng),同時開發(fā)了總控調度軟件,實現(xiàn)了各設備的穩(wěn)定立有序運行。針對AGV定位不準確的問題,本文提出一種二維碼視覺定位方法,從而提高了倉儲物流系統(tǒng)的穩(wěn)定性。


該智能機器人倉儲物流系統(tǒng)主要包括自動化立體倉庫、平臺式AGV、復合機器人、雙臂機器人、叉車AGV等硬件設備。
(1)自動化立體倉庫
自動化立體倉庫是現(xiàn)代生產系統(tǒng)自動化程度提高的重要標志,在有限的占地面積下能夠實現(xiàn)貨物的大量、有效存儲,充分利用空間資源。如圖3所示,本文設計自動化立體倉庫包括貨架、堆垛機、出入庫平臺組成。其中堆垛機的行走軸實現(xiàn)堆垛機沿著立體倉庫長度方向運動、升降軸實現(xiàn)堆垛機沿著立體倉庫高度方向運動,貨叉伸縮軸實現(xiàn)貨物托盤的抓取。出入庫平臺安裝有貨物托盤檢測傳感器,用于判斷出入庫平臺與機器人的對接情況。零件出入庫平臺設有一段升降式運輸平臺①,其處于低位時與平臺AGV對接,處于高位時與出入庫平臺②對接。


平臺式 AGV
平臺式AGV能夠實現(xiàn)物品的自動化可靠運輸及自動投送。其搭載激光傳感器、超聲波傳感器。基于激光SLAM的定位導航算法,結合超聲波傳感器,實現(xiàn)自主行走及自主避障。其控制臺可以集中調度、監(jiān)控、管理 AGV 系統(tǒng)的運行狀態(tài)活動。


叉車 AGV叉車AGV具有激光導引系統(tǒng)、控制臺和調度管理系統(tǒng)、在線自動充電系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)及安全系統(tǒng)等。控制臺和調度管理系統(tǒng)是AGV系統(tǒng)的調度管理中心,負責與上位機交換信息,生成AGV的運行任務,并將指令下發(fā)給AGV完成相應的任務。

綜合考慮智能機器人倉儲物流系統(tǒng)工作流程,機器人的轉彎半徑、工作空間、場地等多方面約束,進行智能機器人倉儲物流系統(tǒng)布局設計,其布局如圖7所示,圖中虛線表示叉車 AGV 的運行路線,粗實線表示復合機器人的運行路線,細實線為平臺式AGV的運行路線,兩臺平臺式AGV交替工作。復合機器人與叉車AGV在轉接臺處完成取放貨,復合機器人與平臺式AGV在轉接處完成對接。



設備狀態(tài)監(jiān)測:平臺式AGV及叉車AGV 狀態(tài)監(jiān)測包括AGV位置監(jiān)測、電量監(jiān)測、載貨狀態(tài)監(jiān)測和運行狀態(tài)監(jiān)測等;復合機器人狀態(tài)監(jiān)測包括位置監(jiān)測、電量監(jiān)測、載貨狀態(tài)監(jiān)測、使能狀態(tài)監(jiān)測和空閑狀態(tài)監(jiān)測等;雙臂機器人狀態(tài)監(jiān)測包括機器人使能狀態(tài)監(jiān)測、機器人空閑狀態(tài)監(jiān)測、料臺上下料完成狀態(tài)監(jiān)測等;立體倉庫狀態(tài)監(jiān)測包括立體倉庫堆垛機使能狀態(tài)監(jiān)測、空閑狀態(tài)監(jiān)測、貨架中貨物狀態(tài)監(jiān)測、出入庫平臺空間狀態(tài)監(jiān)測、出入庫平臺上下料完成狀態(tài)監(jiān)測等。
本文所設計的智能機器人倉儲物流系統(tǒng)對AGV和復合機器人移動底盤的定位精度要求較高,尤其是在平臺式AGV與立體倉庫升降式運輸平臺對接及復合機器人和平臺式AGV對接時,目前移動底盤常用的導航方式很難滿足需求。針對目前AGV常用導航方式精度低、實時性差、無法實現(xiàn)位姿修正等問題,本文提出一種二維碼視覺定位方法。將視覺攝像頭安裝于AGV的中心底部,使攝像頭光心與AGV旋轉中心重合,并在攝像頭周圍安裝光源,克服光線變化的影響。通過識別地面上的二維碼,經(jīng)視覺處理將數(shù)據(jù)反饋給AGV運動控制系統(tǒng),實現(xiàn) AGV的定位。
為了凸顯二維碼的輪廓,本文采用在原二維碼基礎上加入矩形外輪廓,中心與二維碼中心重合,如圖8所示。使用加入矩形外輪廓的二維碼檢測效果好,不易被誤檢測,可以顯著提高邊緣檢測的正確識別率。
AGV經(jīng)過視覺位移處理和旋轉處理,可以調節(jié)AGV當前位姿,提高AGV的定位精度,AGV與其他設備的對接可靠穩(wěn)定。